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Engineering

फ्रीक्वेंसी Planar नमूने में चुंबकीय कण इमेजिंग के लिए चुंबकीय जांच स्कैनर मिश्रण

Published: June 9, 2016 doi: 10.3791/53869
Automatic Translation
1, 2, 1, 1, 2, 3
1Advanced Vision System Research Section, Electronics & Telecommunication Research Institute (ETRI), 2Intelligent Cognitive Technology Research Department, Electronics & Telecommunication Research Institute (ETRI), 3Peter Grünberg Institute (PGI-8), Forschungszentrum Jülich

Summary

तलीय नमूनों में चुंबकीय कणों इमेजिंग के लिए एक स्कैनर तलीय आवृत्ति चुंबकीय पहचान तकनीक के मिश्रण का उपयोग कर विकसित किया गया था। कणों के nonlinear nonhysteretic संस्कार से चुंबकीय intermodulation उत्पाद प्रतिक्रिया एक दो आवृत्ति उत्तेजना पर दर्ज की गई है। यह पतली जैविक नमूने के 2 डी चित्र लेने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।

Abstract

एक तलीय आवृत्ति मिश्रण फ्लैट नमूने के चुंबकीय कण इमेजिंग (एमपीआई) के प्रदर्शन के लिए चुंबकीय जांच (पी-FMMD) स्कैनर की स्थापना प्रस्तुत किया है। यह नमूना एक यू के आकार का समर्थन के पैरों पर मुहिम शुरू के दोनों किनारों पर दो चुंबकीय माप सिर के होते हैं। नमूना स्थानीय स्तर पर 61 हर्ट्ज पर और के बारे में 77 kHz पर दो अलग आवृत्तियों, एक मजबूत घटक से मिलकर एक चुंबकीय उत्तेजना क्षेत्र एक कमजोर क्षेत्र के संपर्क में है। superparamagnetic कणों के nonlinear संस्कार विशेषताओं intermodulation उत्पादों की पीढ़ी को जन्म दे। चुंबकीय nonlinear कणों पर उच्च और निम्न आवृत्ति चुंबकीय क्षेत्र की घटना के एक चयनित योग आवृत्ति घटक एक demodulation इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा दर्ज की गई है। क्योंकि दो आवृत्तियों का मिश्रण होता है स्थानीय स्तर पर एक पारंपरिक एमपीआई स्कैनर के विपरीत, पी-FMMD पूरे नमूना करने के लिए एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के आवेदन की आवश्यकता नहीं है। इस प्रकार, नमूना के पार्श्व आयाम बस रहे हैंस्कैनिंग रेंज और समर्थन करता है के द्वारा सीमित। हालांकि, नमूना ऊंचाई स्थानिक संकल्प निर्धारित करता है। मौजूदा सेटअप में यह 2 मिमी तक ही सीमित है। उदाहरण के रूप में, हम दो × 20 मिमी 25 मिमी पी FMMD silanol मैट्रिक्स में और aminosilane मैट्रिक्स में 50 एनएम मैग्नेटाइट कणों के साथ 1 माइक्रोन व्यास maghemite कणों के साथ नमूनों से प्राप्त कर लिया छवियों प्रस्तुत करते हैं। परिणाम बताते हैं कि उपन्यास एमपीआई स्कैनर पतली जैविक नमूने के विश्लेषण के लिए और नैदानिक ​​चिकित्सा प्रयोजनों के लिए लागू किया जा सकता है।

Introduction

चुंबकीय नैनोकणों (एमएनपी), biomolecules के हेरफेर और एकल कक्षों के लिए 1, चुनिंदा क्रोमेटिन मॉडुलन, 4 के लिए और mRNA अलगाव और कैंसर के इलाज के लिए पता लगाने, 2, 3 के लिए लक्ष्य संस्थाओं लेबलिंग के लिए यानी, आणविक जीव विज्ञान में और चिकित्सा के क्षेत्र में बड़े पैमाने पर आवेदन मिल गया है । 5 उनकी superparamagnetic गुणों के कारण, वे मेडिकल इमेजिंग के लिए विशेष रूप से उपयोगी होते हैं। वे अतिचालक क्वांटम हस्तक्षेप उपकरण (व्यंग्य) डिटेक्टरों का उपयोग विपरीत एजेंटों या चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग (एमआरआई) या संवेदनशीलता इमेजिंग के लिए के लिए ट्रेसर के रूप में उदाहरण के लिए, सेवा कर सकते हैं। 2, 6 superparamagnetic नैनोकणों मानव के विभिन्न ऊतकों को एक अच्छा इसके विपरीत उपज शरीर जो dia- या समचुंबक कर रहे हैं। इस प्रकार 7, कण आसानी से अपेक्षाकृत अच्छा स्थानिक संकल्प और संवेदनशीलता के साथ मानव शरीर के अंगों की चिकित्सा छवियों को प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। 8

तम्बू "> चुंबकीय कण इमेजिंग (एमपीआई) तकनीक Gleich और Weizenecker 9 द्वारा शुरू कण के आकर्षण संस्कार के nonlinearity का उपयोग करता है। शून्य या कमजोर चुंबकीय क्षेत्र पूर्वाग्रह पर, आवृत्ति च की एक एसी उत्तेजना को एमएनपी की प्रतिक्रिया मजबूत है की वजह उनके बड़े संवेदनशीलता। विशेष रूप से, कण के nonlinear संस्कार एन के साथ harmonics एन · च की पीढ़ी को जन्म, = 2, 3, 4 ... उच्च चुंबकीय क्षेत्र पूर्वाग्रह पर देता है, हार्मोनिक प्रतिक्रिया कमजोर क्योंकि कणों चुंबकीय संतृप्त कर रहे हो जाता है। में एमपीआई तकनीक, नमूना पूरी तरह से एक क्षेत्र से मुक्त लाइन (FFL) या एक क्षेत्र से मुक्त बिंदु (FFP) को छोड़कर चुम्बकीय है। केवल इस लाइन या बिंदु के पास स्थित कणों नमूना के nonlinear प्रतिक्रिया के लिए योगदान देगा। साथ एक FFP और उपयुक्त रिसीवर कॉयल के रोजगार का आंदोलन, Gleich और Weizenecker 1 मिमी की एक स्थानिक संकल्प के साथ एमपीआई छवियों का अधिग्रहण किया।

के लिएएमएनपी के स्थानिक वितरण के बारे में जानकारी प्राप्त करने के दो तरीके आमतौर पर कार्यरत हैं, नमूना के संबंध में, या FFL / FFP के आंदोलन विद्युत चुम्बकों के माध्यम से। 2, 3 के साथ सेंसर की यांत्रिक आंदोलन उत्तरार्द्ध मामले में, छवि पुनर्निर्माण तकनीक हार्मोनिक अंतरिक्ष एमपीआई 3 या एक्स-अंतरिक्ष एमपीआई 10, 11 की तरह, 12 के लिए आवश्यक हैं। एमपीआई के स्थानिक संकल्प उत्तेजना और पता लगाने के कुंडल की कनवल्शनफ़िल्टर्स गुण के आधार के रूप में अच्छी तरह के रूप में चुंबकीय क्षेत्र ढाल की विशेषताओं से निर्धारित होता है। इस छवि को पुनर्निर्माण एल्गोरिदम देशी संकल्प है, जो आकार और पिक कॉयल की दूरी के रूप में अच्छी तरह मैक्सवेल के समीकरण द्वारा शासित चुंबकीय क्षेत्र वितरण से निर्धारित होता है पर एक सुधार के प्रस्ताव प्राप्त करने के लिए अनुमति देता है।

एक एमपीआई स्कैनर आमतौर पर पूरे नमूना, नमूना भर में एक FFL या FFP स्टीयरिंग के लिए एक चलाया तार प्रणाली, एक उच्च आवृत्ति excitatio magnetizing के लिए एक मजबूत चुंबक के शामिल हैn कुंडल प्रणाली है, और नमूना से nonlinear प्रतिक्रिया को चुनने के लिए एक का पता लगाने का तार प्रणाली। FFL / FFP लगातार जबकि इस असंतृप्त नमूना क्षेत्र से हार्मोनिक प्रतिक्रिया दर्ज की गई है नमूना मात्रा के माध्यम से ले जाया जाता है। आदेश स्कैनर में नमूना फिटिंग की समस्या से बचने के लिए, एक तरफा एमपीआई स्कैनर हालांकि कम प्रदर्शन की कीमत पर, Gräfe एट अल। 13 से प्रदर्शित किया गया है। सबसे अच्छा परिणाम प्राप्त कर रहे हैं अगर नमूना मैग्नेट और कॉयल से घिरा हुआ है। क्योंकि नमूना पूरी तरह से FFL / FFP क्षेत्र को छोड़कर चुम्बकीय किया जाना है, तकनीक के लिए एक नहीं बल्कि भारी और भारी एमपीआई प्रणाली के लिए अग्रणी पानी ठंडा करने के साथ अपेक्षाकृत बड़े और मजबूत मैग्नेट की आवश्यकता है।

हमारा दृष्टिकोण आवृत्ति superparamagnetic कणों की गैर रेखीय संस्कार की अवस्था में मिश्रण पर आधारित है। 14 सुपर paramagnets दो अलग आवृत्तियों (एफ -1 और च <पर चुंबकीय क्षेत्र को उजागर कर रहे हैं/ em> 2), योग आवृत्तियों एफ एक रेखीय संयोजन मीटर · प्रतिनिधित्व करने वाले 1 + n · एफ 2 (पूर्णांक संख्या मीटर के साथ, n) उत्पन्न कर रहे हैं। यह दिखाया गया था कि इन घटकों की उपस्थिति अत्यधिक कणों के आकर्षण संस्कार वक्र के nonlinearity के लिए विशिष्ट है। 15 अन्य शब्दों में, जब एमएनपी नमूना एक साथ आवृत्ति च 2 और आवृत्ति पर एक जांच क्षेत्र में एक ड्राइविंग चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में है एफ 1, कण आवृत्ति च पर एक प्रतिक्रिया क्षेत्र उत्पन्न 1 + 2 · एफ 2। इस राशि आवृत्ति चुंबकीय nonlinear नमूना बिना विद्यमान नहीं होगा, इसलिए विशिष्टता बहुत अधिक है। हम इस पद्धति "आवृत्ति चुंबकीय का पता लगाने के मिश्रण" (FMMD) कहा जाता है। यह प्रयोगात्मक सत्यापित किया गया है कि तकनीक कण एकाग्रता में परिमाण के चार से अधिक आदेश की एक गतिशील रेंज अर्जित करता है। 14

<पी वर्ग = "jove_content"> ठेठ एमपीआई इंस्ट्रूमेंटेशन के विपरीत, तलीय आवृत्ति मिश्रण चुंबकीय का पता लगाने (पी-FMMD) दृष्टिकोण संतृप्ति के करीब नमूना आकृष्ट करने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि योग आवृत्ति घटक च की पीढ़ी 1 + 2 · च 2 शून्य स्थिर पूर्वाग्रह क्षेत्र में अधिकतम है। 14 इसलिए, मजबूत और भारी मैग्नेट के लिए जरूरत क्रमशः समाप्त होता है। वास्तव में, माप सिर के बाहरी आयामों केवल 77 मिमी × 68 × 29 मिमी मिमी हैं। तुलना के लिए, एमपीआई setups आम तौर पर मीटर आकार के होते हैं। 7 कमी, हालांकि, कि तकनीक मौजूदा सेटअप में 2 मिमी की अधिकतम मोटाई के साथ तलीय नमूने के लिए प्रतिबंधित किया जाता है। नमूना दो तरफा माप सिर करने के लिए अपेक्षाकृत स्कैन किया गया है। एक फिर से निर्माण मोटा नमूनों की अनुमति के लिए संभव है, लेकिन स्थानिक संकल्प का एक नुकसान के लिए में कारोबार किया जा चुका है।

इस FMMD तकनीक पर आधारित है, हम एमपीआई detec की एक विशेष प्रकार पेशटो तलीय नमूने के लिए, तथाकथित "तलीय आवृत्ति चुंबकीय का पता लगाने के मिश्रण" (पी-FMMD) स्कैनर। सिद्धांत हाल ही में प्रकाशित किया गया है। 17 इस काम में, हम तकनीक और वर्तमान प्रोटोकॉल की कार्यप्रणाली पर ध्यान केंद्रित कैसे इस तरह के एक स्कैनर और कैसे स्कैन प्रदर्शन करने के लिए स्थापित करने के लिए। यह दिखाया गया है कि इस तरह के हृदय एमपीआई या कैंसर इमेजिंग के रूप में चिकित्सा नैदानिक ​​प्रयोजनों के लिए लागू किया जा सकता है। 16, 18, ​​19 इसलिए हम मानते हैं कि नए एमपीआई स्कैनर, संभावित अनुप्रयोगों, जैसे की एक व्यापक श्रेणी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता चुंबकीय कण को मापने के लिए ऊतक स्लाइस में वितरण।

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Protocol

1. डिजाइन एक तलीय FMMD मापन प्रमुख

  1. माप सिर के लिए एक तार योजना का चयन करें। दो (+) कॉयल के बीच केंद्र में बैठे नमूने के साथ, अनुक्रम चित्रा 1 के अनुसार एक विन्यास का चयन एक नमूना नीचे से ऊपर और दो ​​दो पिक कॉयल से मिलकर, - (-, +, +)। (-) वामावर्त के लिए साइन दक्षिणावर्त और घुमावदार, यानी की दिशा, (+) को दर्शाता है। इस प्रकार, पिक कॉयल की संवेदनशीलता नमूना मोटाई भर में लगभग सजातीय हो जाता है।
    1. उत्तेजना कॉयल जगह ऐसी है कि पिक कुंडलियों में सीधे प्रेरित संकेत आदेश preamplifier की संतृप्ति को रोकने और नमूने के लिए अधिकतम संवेदनशीलता को प्राप्त करने के लिए बाहर रद्द। अन्य विन्यास है कि इन बुनियादी डिजाइन के नियमों को पूरा तैयार कर लिया जा सकता है।
  2. अधिकतम नमूना मोटाई निर्दिष्ट करें। इधर, 2 मिमी का उपयोग करें।
    1. व्यास और पिक कॉयल की लंबाई अधिकतम नमूना टी के समान चुनेंhickness। इधर, 2 मिमी की एक आंतरिक व्यास चुना गया था, जो 1.7 मिमी windings की ऊंचाई के लिए 3.7 मिमी औसत व्यास अर्जित करता है। कुंडल चौड़ाई 4 मिमी है।
    2. कि सभी पिक कॉयल की कुल प्रतिबाधा लगभग preamplifier के इनपुट प्रतिबाधा मैच तार व्यास और ऐसे पिक कॉयल के windings की संख्या चुनें। इस हालत का पता लगाने आवृत्ति पर प्रतिबंध लगाता है। 1,100 Ω के एक इष्टतम इनपुट प्रतिबाधा, के साथ एक परिचालन एम्पलीफायर के मामले में सभी चार पिक कॉयल 0.08 मिमी व्यास की 600 windings है। enameled तांबे के तार, 95.3 Ω की कुल Ohmic श्रृंखला प्रतिरोध और 1.9, महाराष्ट्र, जो 919 Ω प्रतिबाधा देता है की कुल अधिष्ठापन उपज।
  3. तैयार करें उच्च आवृत्ति उत्तेजना कॉयल 17 ऐसी है कि नमूना के स्थान पर चुंबकीय क्षेत्र आदर्श 0.5 लाख टन के बराबर है। उदाहरण के लिए, यदि कुंडली के भीतर की त्रिज्या 3.8 मिमी और चौड़ाई 8.5 मिमी, 0.1 मिमी व्यास हवा की 476 windings w है गुस्सा। इधर, 0.4 लाख टन की एक क्षेत्र एफ 1 = 76,550 हर्ट्ज पर हासिल की थी।
  4. तैयार करें कम आवृत्ति उत्तेजना कॉयल 17 ऐसी है कि नमूना के स्थान पर चुंबकीय क्षेत्र के बारे में 5 लाख टन है। उदाहरण के लिए, यदि कुंडली के भीतर की त्रिज्या 5 मिमी और चौड़ाई 8.5 मिमी, पवन 0.12 मिमी व्यास के तार के 2,000 windings है। सेटअप एफ 2 = 61 हर्ट्ज पर 5 लाख टन झुकेंगे।

आकृति 1
चित्रा 1. पी FMMD के योजनाबद्ध ड्राइंग सेट अप। दो माप सिर इलेक्ट्रॉनिक रूप से एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। नमूना प्रमुखों के बीच अंतरिक्ष में रखा गया है। डिटेक्शन कॉयल (+) को मापने नमूना संकेत, जवाबी घाव का पता लगाने कॉयल (-) संदर्भ के रूप में सेवा उच्च आवृत्ति उत्तेजना कॉयल से सीधे क्षेत्र को रद्द करने के लिए। एम्प - preamplifier, एक्स - मिक्सर, LPF - कम पास फिल्टर, DAQ - डाटा अधिग्रहण।लक्ष्य = "_blank"> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

2. निर्माण मापन प्रमुख

  1. पी-FMMD कि इस तरह की उत्तेजना और पता लगाने कॉयल के दो सेट के ऊपर और नीचे नमूना जुड़े होते हैं का निर्माण। कॉयल के प्रत्येक सेट में एक कम आवृत्ति ड्राइवर का तार, एक उच्च आवृत्ति उत्तेजना का तार, और एक अंतर का पता लगाने के अक्षीय gradiometer विन्यास में दो विपरीत घाव पिक कॉयल शामिल कुंडल के होते हैं।
    1. आदेश में अंतर का पता लगाने का तार करने के लिए कम से कम एक उत्तेजना का तार रिश्तेदार के adjustability के लिए अनुमति का पता लगाने कुंडली में उच्च आवृत्ति उत्तेजना का सीधा प्रेरण बाहर संतुलन के लिए सक्षम हो। उदाहरण के लिए, एक धागा है जो बनाम पता लगाने का तार उत्तेजना का तार के रिश्तेदार आंदोलन की अनुमति देता है पर उत्तेजना का तार माउंट। पी-FMMD का एक योजनाबद्ध आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है। चित्रा 2 एक तकनीकी ड्राइंग और सेटअप की एक तस्वीर को दर्शाया गया है। विस्तृतकॉयल के मापदंडों तालिका 1 में सूचीबद्ध हैं।
  2. ऊपर और एक कठोर समर्थन पर नमूना नीचे कुंडल सेट माउंट, समाक्षीय उन्मुखीकरण के साथ, आंकड़े 1 और 2 देखें। सुनिश्चित करें कि दो कुंडल सेट एक दूसरे के सापेक्ष कंपन नहीं करते हैं।
  3. संबंधित उत्तेजना का तार सेट करने के लिए उच्च आवृत्ति उत्तेजना वर्तमान आवेदन करने से उन दोनों के बीच रिश्तेदार की स्थिति बदलती है, और इसके साथ ही पता लगाने का तार सेट पर इस आवृत्ति में पता लगाया संकेत मापने, उपकरणों का उपयोग कर के रूप में इस तरह के एक से माप सिर के उच्च आवृत्ति संतुलन को समायोजित करें आस्टसीलस्कप या लॉक-इन एम्पलीफायर।
    1. कुछ millivolts के रूप में के रूप में कम सीधे प्रेरित वोल्टेज, यानी, 1,000 से अधिक गुना प्रत्यक्ष प्रेरण के दमन को समायोजित करें। उत्तेजना वर्तमान और वोल्टेज के बीच पता चला चरण में बदलाव को देख कर adjustability की सीमा निर्धारित करते हैं। कम से कम, प्रेरित वोल्टेज की तुलना के रूप में 90 डिग्री चरण में स्थानांतरित कर दिया हैप्रत्यक्ष प्रेरण के लिए डी।

चित्र 2
चित्रा 2. तकनीकी ड्राइंग और पी-FMMD सिर की तस्वीर। एक ऊर्ध्वाधर विमान के साथ क्रॉस-सेक्शन (ऊपर बाएं) और एक क्षैतिज विमान (नीचे बाएँ) का तार घुमावदार पहले खोला माप सिर की एक तस्वीर के रूप में भी दिखाया गया है। 1 - एल्यूमिनियम समर्थन, 2 - पता लगाने कॉयल के लिए पूर्व का तार, 3 - पिरोया कुंडल उत्तेजना कॉयल के लिए पूर्व तक ले जाया जा सकता है जो / नीचे रोटेशन, 4 से - नमूना समर्थन प्लेटें, 5 - एल्यूमीनियम पलकों, 6 - नमूना डाट समर्थन, 7 - y दिशा में डाट - एक्स दिशा, 8 में डाट। 6 - 8 स्कैनिंग के लिए निकाल रहे हैं। पी-FMMD सिर का आकार 29 मिमी × 77 मिमी × 68 मिमी है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

3. मापन इलेक्ट्रानिक्स सेट अप

  1. exci विन्यस्त करेंtation अनुभाग, दो oscillators और दोनों कम आवृत्ति ड्राइवर का तार और उच्च आवृत्ति उत्तेजना का तार के लिए बिजली एम्पलीफायरों से मिलकर।
    1. कम आवृत्ति चालक खंड सेट, एक थरथरानवाला और कम आवृत्ति 2 एफ के लिए एक शक्ति एम्पलीफायर शामिल हैं। एम्पलीफायर ऐसी है कि यह उद्धार आवश्यक वर्तमान चालक कुंडली में लगभग 5 लाख टन की क्षेत्र का उत्पादन करने की शक्ति की गणना। इधर, प्रोग्राम थरथरानवाला के रूप में एक प्रत्यक्ष डिजिटल संश्लेषण (डीडीएस) चिप का उपयोग करें। शक्ति एम्पलीफायर के रूप में एक उच्च गति बफर रोजगार।
    2. उच्च आवृत्ति उत्तेजना अनुभाग स्थापित, एक थरथरानवाला और उच्च आवृत्ति एफ 1 के लिए एक शक्ति एम्पलीफायर शामिल हैं। शक्ति एम्पलीफायर ऐसी है कि यह उद्धार आवश्यक वर्तमान उत्तेजना का तार में लगभग 0.5 लाख टन की क्षेत्र का उत्पादन करने के लिए सेट करें। एक डीडीएस चिप और थरथरानवाला और शक्ति एम्पलीफायर, क्रमशः के रूप में एक उच्च गति बफर का प्रयोग करें।
  2. पता लगाने के अनुभाग कॉन्फ़िगर, एक preamplifie से मिलकरआर, पहली बार एक मिक्सर उच्च आवृत्ति एफ 1, एक मध्यवर्ती एम्पलीफायर और फिल्टर, दो बार कम आवृत्ति 2 · से demodulate करने के लिए 2 च एक दूसरे मिक्सर, और एक अंतिम फिल्टर और उत्पादन चालक से demodulate करने के लिए। वैकल्पिक रूप से, का पता लगाने इलेक्ट्रॉनिक्स को लागू करने के लिए दो लॉक-इन एम्पलीफायरों का उपयोग करें।
    1. preamplifier मंच की स्थापना की। , इनपुट परिचालन एम्पलीफायर (ओपी) का चयन करें पता लगाने का तार और लाभ बैंडविड्थ उत्पाद का मुक़ाबला पर विचार। के रूप में रेफरी में विस्तार से बताया शोर अनुकूलन प्रक्रिया का प्रदर्शन, खाते में निर्दिष्ट वोल्टेज शोर और ओपी की वर्तमान शोर ले रही है। 10 पहले चरण में लगभग 100 के एक प्रवर्धन के साथ एक उच्च गति कम शोर परिचालन एम्पलीफायर का चयन करें। बाद के चरण हितैषी है, लेकिन जाँच करें कि उत्पादन में संकेत, वोल्टेज रेंज में रहता है यानी, न अधिक भार के कारण विकृत। इधर, 4.3 गुना प्रवर्धन के साथ एक कम शोर JFET इनपुट परिचालन एम्पलीफायर का उपयोग करें।
    2. एफ सेट अपirst demodulation मंच, उच्च आवृत्ति एफ 1 के साथ परिलक्षित संकेत गुणा। एक एनालॉग गुणक चिप का प्रयोग करें और आदेश demodulation के लिए एक समायोज्य चरण का एहसास करने में एक दूसरे से अलग डीडीएस चिप से यह संदर्भ। वैकल्पिक रूप से, preamplifier (3.2.1), पहले demodulator (3.2.2) और उच्च आवृत्ति जनरेटर (3.1.2) के रूप में लॉक-इन एम्पलीफायर का उपयोग करें।
    3. मध्यवर्ती प्रवर्धन और छानने के मंच की स्थापना की। एक कम पास फिल्टर ऐसा है कि 2 · एफ 2 गुजरता में संकेत आवृत्ति अबाधित जबकि एफ 1 और 2 · एफ 1 में नकली उच्च आवृत्ति घटकों कुशलता से दबा रहे हैं को लागू करें। के बारे में 100 के कुल प्रवर्धन के साथ दो सामान्य प्रयोजन परिचालन एम्पलीफायरों का चयन करके एक उपयुक्त मध्यवर्ती प्रवर्धन, उदाहरण के लिए चुनें।
    4. दूसरे चरण demodulation सेट, दो बार कम आवृत्ति 2 · साथ फ़िल्टर और परिलक्षित संकेत गुणा एफ 2। उपयोगएक एनालॉग गुणक चिप चौथी अलग डीडीएस चिप से यह संदर्भित आदेश demodulation के लिए एक समायोज्य चरण का एहसास करने के लिए और। वैकल्पिक रूप से, लॉक-इन एम्पलीफायर मध्यवर्ती एम्पलीफायर (3.2.3), दूसरे हार्मोनिक (3.2.4) में दूसरे demodulator और कम आवृत्ति जनरेटर (3.1.1) के रूप में दूसरा हार्मोनिक demodulation में सक्षम का उपयोग करें।
    5. अंतिम प्रवर्धन और छानने के मंच की स्थापना की। एक कम पास फिल्टर लागू करने कि इस तरह की स्कैनिंग आवृत्ति पर संकेत आवृत्ति अबाधित गुजरता है, जबकि 4 में नकली उच्च आवृत्ति घटकों · एफ 2 कुशलता से दबा रहे हैं। एक उपयुक्त अंतिम प्रवर्धन चुनें, वांछित उत्पादन में वोल्टेज रेंज पर विचार। के बारे में 10 के कुल प्रवर्धन के साथ दो सामान्य प्रयोजन परिचालन एम्पलीफायरों का प्रयोग करें।

4. सेट अप 2 डी स्कैनर

  1. एक 2 डी स्कैनर माउंट इतना है कि प्रस्ताव विमान का तार की धुरी को सीधा है।
  2. 2 डी स्कैनर नियंत्रण और तुल्यकालिक acquiriआदेश प्रोग्रामिंग भाषा पायथन में लिखा एक घर का बना स्क्रिप्ट का उपयोग तलीय नमूने की FMMD संकेत के एक 2 डी छवि प्राप्त करने के लिए माप इलेक्ट्रॉनिक्स से उत्पादन में वोल्टेज एनजी।

5. नमूना तैयार

  1. 1 माइक्रोन की एक व्यास जो की एकाग्रता 25.0 मिलीग्राम / एमएल के साथ 50 एनएम और 100 एनएम और maghemite कणों के व्यास के साथ मैग्नेटाइट कणों का प्रयोग करें। पानी में चुंबकीय कणों भंग एक चुंबक का उपयोग कर उन्हें अलग करने और पानी discarding द्वारा समाधान धो लें। प्रक्रिया तीन बार दोहराएँ। आसुत जल के साथ एक दसवें करने के लिए चुंबकीय कण समाधान पतला।
  2. एक बायोप्सी पंच का उपयोग अवशोषण सोख्ता कागज के टुकड़े छिद्रण द्वारा 2.0 मिमी व्यास के साथ कागज गोली नमूने तैयार करें। 30 सेकंड के लिए विभिन्न सांद्रता के चुंबकीय मनका समाधान में उन्हें लेना और उन्हें हवा में सूखा। इधर, 100 एनएम कण आकार के 0.04, 0.2, 1, 5 और 25 मिलीग्राम / एमएल की सांद्रता का उपयोग करें।
  3. एक nitrocellulos का उपयोग कर एक नमूना तैयार18.0 मिमी × आकार 2.0 मिमी ई झिल्ली। undiluted 1 माइक्रोन व्यास कण समाधान के साथ झिल्ली लेना। समान रूप से झिल्ली भिगोने से एक नमूना है, और एक एकाग्रता ढाल बनाकर एक दूसरे से तैयार करें। , विभिन्न एकाग्रता के साथ मोती समाधान में झिल्ली के सिरों भिगोने (चित्रा 5) एकाग्रता ढाल, जिसके परिणामस्वरूप से यह मत करो।
  4. 10 μl मात्रा का एक केशिका ट्यूब में एक नमूना है, बाहरी व्यास 400 माइक्रोन, लंबाई 40 मिमी तैयार करें। undiluted 50 एनएम व्यास कण समाधान के साथ केशिका ट्यूब भरें। 20x पतला समाधान के साथ एक दूसरे microtube तैयार (पानी की 1.9 मिलीलीटर के साथ undiluted समाधान के 100 μl मिक्स)।

6. प्रदर्शन करना 2 डी FMMD स्कैन

  1. स्कैनिंग क्षेत्र का चयन तलीय आयामों के अनुसार एक नमूना × के बी। स्कैनिंग सॉफ्टवेयर में मान दर्ज करें।
  2. कदम दिशा का चयन करें। आमतौर पर, दो तलीय आयामों के छोटे, हमें यह बी कहते हैं
  3. चयन स्कैनिंग गति वी, कम पास छानने के कारण संकेत कमी के विचार के साथ, चर्चा देखें। 1 और 7 मिमी / सेकंड के बीच एक मूल्य के लिए गति को समायोजित करें। स्कैनिंग सॉफ्टवेयर में मान दर्ज करें।
  4. चुनें कदम दूरी Δ बी, खाते है कि यह प्राप्त स्थानिक संकल्प तुलना में काफी छोटा है, और कुल स्कैनिंग समय टी जो कम से कम टी = एक / वी होगी होने की जरूरत नहीं में ले · बी / Δ ख +1)। सॉफ्टवेयर में कदम दूरी दर्ज करें।
  5. 2 डी स्कैनर पर नमूना माउंट। प्लास्टिक की प्लेट चिपकने वाला टेप का उपयोग करने पर यह ठीक करें।

चित्र तीन
चित्रा 3. फोटो पी FMMD माप सेटअप की। नमूना प्लास्टिक के वाहक पर चिपकने वाला टेप मोटर द्वारा ले जाया साथ चिपका हैमंच (बाएं)। तब नमूना पी FMMD सिर (दाएं) में जांच होती है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

  1. प्रारंभ बटन दबाने से स्कैन करते हैं। × 25.0 मिमी (y अक्ष) क्षेत्र, आंकड़े 5 और 6 कवर एक 20.0 मिमी (एक्स अक्ष) के स्कैन यानी, छह से 25 मिमी लंबा निशान, एक्स दिशा में 4.0 मिमी कदम के साथ, वाई अक्ष के साथ स्कैन किया गया एक मंच गति से 1.0 मिमी / सेकंड की। इस बारे में 2 मिनट की एक स्कैनिंग समय के बराबर है।

चित्रा 4
चित्रा स्कैनिंग सॉफ्टवेयर के 4. ग्राफिकल यूजर इंटरफेस। स्कैन पैरामीटर यहां प्रवेश कर रहे हैं। माप लाल बटन दबाने से शुरू कर दिया है।

7. इमेज प्रोसेसिंग

  1. एक homemad का उपयोग कर मैट्रिक्स फार्म के लिए कच्चे डेटा कन्वर्टअजगर में ई स्क्रिप्ट। एक साथ पूरे स्कैन के कच्चे डेटा लॉग एक 2-स्तंभ अल्पविराम से अलग मान (CSV) प्रारूप फ़ाइल में अतिरिक्त मूल्यों के साथ। अतिरिक्त स्तंभ कदम प्रस्ताव के दौरान इसी डेटा पर कब्जा करने का संकेत है। स्क्रिप्ट खंडों अतिरिक्त स्तंभ मूल्य के प्रत्येक परिवर्तन पर कच्चे डेटा स्तंभ और गति घुसने के दौरान डेटा खंडों को हटा। यह भी पंक्तियों या मैट्रिक्स के कॉलम में लगातार शेष खंडों डालने से परिणामी मैट्रिक्स का निर्माण और एक CSV प्रारूप फ़ाइल में मैट्रिक्स लिखते हैं।
    नोट: इस अध्ययन के पी FMMD छवियों को एक अजगर स्क्रिप्ट का उपयोग उत्पन्न कर रहे हैं। pyplot.contour समारोह और अजगर के लिए matplotlib पुस्तकालय से pyplot.imshow समारोह में कुल मिलाकर क्रमश: आकृति और पृष्ठभूमि रंग की तैयारी के लिए उपयोग किया जाता है।

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Representative Results

चित्रा 5 ए नमूना विमान में निर्देशांक एक्स एक समारोह और y के रूप में आंतरिक डबल अंतर का पता लगाने का तार की गणना की संवेदनशीलता वितरण से पता चलता। यह एक उलटा दृष्टिकोण में सभी चार पता लगाने कॉयल से उत्पन्न केंद्रीय विमान में सभी बिंदुओं (एक्स, वाई) में चुंबकीय क्षेत्र के superposition के निर्धारण से गणना की गई। रिवर्स में, यह इन बिंदुओं में से प्रत्येक में एक क्षण के लिए चुंबकीय पता लगाने का तार की संवेदनशीलता को निर्धारित करता है। गणना नगण्य ऊंचाई की लंबी कॉयल के रूप में कॉयल approximating द्वारा किया गया था। इस प्रकार, संवेदनशीलता चित्रा 5 ए में दर्शाया वितरण स्कैनिंग विमान में संवेदनशीलता नक्शा, तथाकथित बात फैल समारोह (पीएसएफ) का प्रतिनिधित्व करता है। इसी तरह फैशन में, चित्रा 5 ब अक्षीय के एक समारोह के रूप में संवेदनशीलता जेड के समन्वय से पता चलता है और रेडियल आर के समन्वय (r एक्स 2 + 2 y), इस प्रकार माप सिर के भट्ठा में संवेदनशीलता की एक ऊर्ध्वाधर मानचित्रण दे रही है। मूल x = 0 और y = 0 वास्तव में पता लगाने का तार के केंद्र में स्थित है। ऊपरी और निचले पता लगाने का तार के केंद्रों के बीच रिक्ति 2 मिमी है। कुंडल मापदंडों तालिका 1 में सूचीबद्ध हैं। चित्रा 5C स्ट्रिंग प्रकार के लाइन प्रोटोकॉल 5.2 के अनुसार तैयार नमूना भर में एक प्रयोगात्मक स्कैन के परिणाम से पता चलता। तुलना के लिए, एक संवेदनशीलता का पता लगाने संख्यानुसार बात फैल समारोह एक 2 मिमी चौड़े आदर्श लाइन पर चित्रा 5 ए में दर्शाया एकीकरण द्वारा गणना की गई। समझौते के सिवाय इसके कि गणना संकेत में नकारात्मक कंधों प्रयोगात्मक नहीं मनाया जाता है, अच्छा है। अनुकरण में, इन नकारात्मक भागों संदर्भ कॉयल से नकारात्मक योगदान है जो सैम के बगल में पता लगाने कॉयल की तुलना में अभी तक क्षेत्र के शासन में अधिक कर रहे हैं से उत्पन्नमिसाल। हमारा मानना ​​है कि नकारात्मक योगदान अनुकरण में overestimated है क्योंकि कॉयल windings की नगण्य ऊंचाई के साथ approximated हैं।

चित्रा 5
चित्रा 5. माप सिर का प्रदर्शन। माप सिर की गणना की संवेदनशीलता वितरण (क) तलीय के एक समारोह का समन्वय जेड = 0 के लिए एक्स और वाई के रूप में, (ख) अक्षीय के एक समारोह के रूप में जेड समन्वय और रेडियल आर समन्वय स्थापित । संवेदनशीलता अपेक्षाकृत x = 0, y = 0 और आर = 0 (ग) मापा और नकली संवेदनशीलता की तुलना में ऊपरी और निचले पता लगाने का तार के बीच केंद्र के लिए दिया जाता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

एफ माप सिर के केंद्र में चुंबकीय क्षणों के लिए सम्मान के साथ 1 = 76.56 किलोहर्ट्ज़ माप आवृत्ति पर कुंडली के शारीरिक सीमा का पता लगाने की गणना की। गणना के लिए, आंतरिक तार के मापदंडों तालिका 1 में सूचीबद्ध के रूप में ले जाया गया, एक भरने के कारक (यानी, windings में तांबे के अंश अनुभाग पार) कश्मीर एफ = 0.5 की यह सोचते हैं। हम च = 1.8 · 10 -14 एम 2 / √Hz √ एम 0 / की एक चुंबकीय क्षण संवेदनशीलता प्राप्त की। 1 सेकंड माप समय के लिए, इस मी 0 की एक न्यूनतम ढूढने चुंबकीय क्षण के लिए राशि = 7.3 · 10 -14 महिला 2। यह मान पता लगाने सीमा है कि एक मानक 8 मिमी व्यास माप सिर के साथ प्राप्त किया जा सकता से तुलनीय है। 14

चित्रा 6A Signa से पता चलताचुंबकीय मोती समाधान की एकाग्रता के एक समारोह के रूप में एल तीव्रता। स्कैनिंग गति 1.0 सेमी / मिनट था। प्रोटोकॉल 5.2 के अनुसार तैयार कागज छर्रों की एकाग्रता 25.0 मिलीग्राम / एमएल के लिए 0.04 से विभिन्न था। त्रुटि सलाखों FMMD माप के मानक विचलन निरूपित। परिणाम चुंबकीय मोतियों की एकाग्रता और डिटेक्टर से संकेत के बीच एक मजबूत संबंध दिखाया। रेखीय प्रतिगमन के निर्धारण आर 2 के गुणांक 0.98 के रूप में मूल्यांकन किया गया था। चित्रा 6B स्कैनिंग चरण की गति और संकेत तीव्रता 5.3 प्रोटोकॉल के अनुसार 5 मिलीग्राम / एमएल कागज गोली नमूना के साथ मापा के बीच मापा संबंध को दर्शाता है। यह पाया गया कि उच्च संकेतों कम गति से प्राप्त किया जा सकता है।

चित्रा 6
चित्रा 6 कैलिब्रेशन। (क) पी एफएम की सामान्यीकृत अंशांकन वक्रएमडी माप चुंबकीय मोती के विभिन्न सांद्रता का उपयोग कर। नमूने के रूप में, 2.0 मिमी व्यास के साथ कागज छर्रों एक बायोप्सी पंच, विभिन्न सांद्रता (प्रोटोकॉल 5.3 देखें) के चुंबकीय कण समाधान में भिगो का उपयोग कर तैयार किए गए थे। माप सिर सांसद के विभिन्न सांद्रता के साथ कागज के छर्रों से पारित कर दिया। मंच की गति 1.0 मिमी / सेकंड के लिए निकाला गया था। (ख) 5.0 मिलीग्राम / एमएल कागज गोली नमूना के लिए XY मंच की गति के समारोह के रूप में संकेत तीव्रता। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 7 प्रोटोकॉल 5.4 और खंगाला पी FMMD यह छवि से प्राप्त के अनुसार तैयार झिल्ली प्रकार के नमूने की एक तस्वीर से पता चलता है। चित्र क्षेत्र के साथ ही स्कैनिंग क्षेत्र 25 मिमी × 20 मिमी दोनों कर रहे हैं। पी-FMMD की तुलना sampl के ऑप्टिकल छवि के साथ स्कैन ई स्पष्ट रूप से व्यवहार्यता एमपीआई स्कैनर के रूप में पी-FMMD का उपयोग करने को दर्शाता है। हालांकि, पी-FMMD स्कैन असली वस्तुओं की तुलना में कुछ व्यापक हैं। यह मुख्य रूप से विस्तार माप सिर की संवेदनशीलता प्रोफ़ाइल के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। जैसा कि चित्र 5 ए में दिखाया गया है, एक चुंबकीय कण वितरण की माप इस वितरण से चौड़ी है भी माप सिर के केंद्र से केवल 2.0 मिमी ± करने के लिए।

चित्रा 7
चित्रा 7. 2 डी FMMD स्कैन। (क) स्ट्रिंग प्रकार नमूना की तस्वीर। नमूना एक nitrocellulose झिल्ली 1 माइक्रोन व्यास maghemite कण समाधान SiMAG-silanol से लथपथ प्रोटोकॉल 5.4 का उपयोग करते हुए तैयार किया गया था। (ख) खंगाला एमपीआई छवि, आकार 20 मिमी × 25 मिमी। नमूना लगातार y दिशा में जांच होती है और लगातार 4 मिमी से x दिशा में कदम रखा है।एफई = "https://www.jove.com/files/ftp_upload/53869/53869fig7large.jpg" लक्ष्य = "_blank"> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

एक दूसरा नमूना तैयार किया गया था, विभिन्न चुंबकीय कण एकाग्रता के साथ भरा दो microtubes से मिलकर, प्रोटोकॉल 5.5 में वर्णित है। 20 मिमी × 25 मिमी के आकार के साथ आंकड़ा 8 नमूना और खंगाला पी FMMD छवि के एक तस्वीर से पता चलता है, दोनों। इस उदाहरण दर्शाता है कि 20 का एक पहलू से भिन्न सांद्रता में अच्छी तरह से स्पष्ट रूप से नमूदार छवि सुविधाओं के साथ imaged किया जा सकता है।

आंकड़ा 8
8 चित्रा 2 डी FMMD स्कैन। (क) द्रव पत्रिका-अमाइन के विभिन्न नमूना सांद्रता के साथ 10 μl मात्रा के दो microtubes की तस्वीर, प्रोटोकॉल 5.5 देखें। (ख) खंगाला एमपीआई छवि, आकार 20 मिमी और# 215; 25 मिमी। नमूना लगातार y दिशा में जांच होती है और लगातार 4 मिमी से x दिशा में कदम रखा है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

कुंडल आयाम windings नमूना नीचे का तार नमूना ऊपर का तार
कुंडल आर 1 [मिमी] एक डब्ल्यू [मिमी] ख एच [मिमी] ग windings की संख्या तार-ओ [मिमी] आर [Ω] घ एल [महाराष्ट्र] ई आर [Ω] घ एल [महाराष्ट्र] ई
माप 1.0 4.0 1.7 2 × 600 0.08 47.67 0.95 47.66 0.95
उत्तेजना 3.8 8.5 1.0 476 0.10 29.90 1.56 29.70 1.45
चालक 5.0 8.5 5.0 2,000 0.12 190.75 36.90 141.28 37.90
एक आर 1 कुंडली के भीतरी त्रिज्या है। औसत त्रिज्या आर 1 + एच / 2 है, बाहरी त्रिज्या आर 1 + एच है।
बी डब्ल्यू कुंडल, यानी, windings के पार अनुभाग की चौड़ाई है।
सी एच तार windings की ऊंचाई है।
डी आर डीसी में Ohmic प्रतिरोध को दर्शाता है। माप कॉयल के मामले में, यह टी हैवह दोनों कुंडल की श्रृंखला प्रतिरोध।
ई एल अधिष्ठापन, 1 kHz पर एक अधिष्ठापन मीटर के साथ मापा जाता अर्थ।

तालिका 1. कुंडल पैरामीटर्स। आयाम और माप सिर के कॉयल के windings।

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Discussion

माप तकनीक superparamagnetic कणों के आकर्षण संस्कार वक्र के nonlinearity का इस्तेमाल करता है। दो-तरफा माप सिर एक साथ चुंबकीय संतृप्ति में कणों और एक उच्च आवृत्ति (एफ 1) जांच के क्षेत्र nonlinear चुंबकीय प्रतिक्रिया को मापने के लिए ड्राइव करने के लिए नमूना, एक कम आवृत्ति (एफ 2) घटक के लिए अलग आवृत्ति के दो चुंबकीय उत्तेजना क्षेत्रों पर लागू होता है । विशेष रूप से, इस घटना के क्षेत्रों के दोनों harmonics, मी · एफ 1 और एन · एफ 2, और योग आवृत्तियों, मी · एफ 1 + n · एफ 2 (पूर्णांक संख्या एम, एन के साथ), उत्पन्न कर रहे हैं। ये intermodulation उत्पादों विभिन्न घाव पिक कुंडली से पता चला रहे हैं। संदर्भ कॉयल इन संकेतों को लेने नहीं है क्योंकि वे अब तक नमूना से दूर स्थित हैं। वे सीधे प्रेरित उच्च आवृत्ति exci के दमन के लिए सेवाtation जो अन्यथा preamplifier तर जाएगा। इस प्रकार, सुपर समचुंबक सामग्री की उपस्थिति के कारण छोटे योग आवृत्ति संकेत दर्जे का है और मात्रात्मक हो जाता है। Readout इलेक्ट्रॉनिक्स में, पर योग आवृत्ति एफ 1 + 2 · सिर्फ intermodulation उत्पाद 2 एफ demodulated क्योंकि यह सबसे मजबूत nonlinear घटक है जो स्थिर पूर्वाग्रह क्षेत्र के बिना मौजूद है है। यह दिखाया गया था कि इस तकनीक तेजी से प्रसंस्करण और एक बहुत बड़ी गतिशील पता लगाने रेंज की अनुमति देता है। FMMD सिद्धांत का विवरण और readout इलेक्ट्रॉनिक्स विस्तार में रेफरी में वर्णित हैं। 10।

6 चित्र में दिखाया माप परिणाम से पता चलता है कि पी-FMMD संकेत स्कैनिंग चरण की गति पर और चुंबकीय कणों की एकाग्रता पर निर्भर करता है। नतीजतन, तकनीक के स्थानिक संकल्प और सीमा का पता लगाने में भी स्पीड और एकाग्रता पर निर्भर कर रहे हैं। हम कम से संकेत कमी करने के लिए इस खोज का श्रेयreadout इलेक्ट्रॉनिक्स के दो चरण लॉक-इन का पता लगाने के उत्पादन में फिल्टर गुजरती हैं। एमपीआई पर पिछले अनुसंधान में यह भी दिखाया स्थानिक संकल्प ढाल शक्ति, कण व्यास, चुंबकीय कोर की मात्रा और मंच के यांत्रिक गति के मापदंडों की गति पर निर्भर है। 20 हमारा निष्कर्ष इन परिणामों के साथ संगत कर रहे हैं।

हमारे 2 डी स्कैनिंग विधि, एक क्षेत्र मुक्त बिंदु (FFP) या फील्ड नि: शुल्क लाइन (FFL) पैदा भले ही पता लगाने superparamagnets से गैर रेखीय संकेत के आधार पर सिद्धांत समान है पर आधारित पारंपरिक एमपीआई तकनीक से काफी अलग है। 3, 21 यद्यपि पारंपरिक एमपीआई ऐसे नमूने या सिस्टम 7 के यांत्रिक आंदोलन के बिना एक साथ 3 डी विश्लेषण के रूप में नए पी-FMMD तकनीक से अधिक लाभ, है, नए एमपीआई स्कैनर बड़ा मैग्नेट की जरूरत नहीं है एक मजबूत क्षेत्र उत्पन्न करते हैं। हम मानते हैं कि दोनों पारंपरिक एमपीआई स्कैनर और पी-FMMD स्कैनर उनकी विशिष्ट लाभ है। पी-FMMD स्कैनर का लाभ अपनी सादगी और अपने छोटे आयाम है। बड़ी ढाल कॉयल को रोजगार के लिए कोई जरूरत नहीं है और कॉयल ठंडा करने के लिए कोई जरूरत नहीं है। एक्स और वाई दिशा में नमूने का आकार, तकनीक के द्वारा ही सीमित नहीं हैं, बस स्कैनर और समर्थन से। हालांकि, तकनीक ही पर्याप्त पतली नमूने है कि पता लगाने कॉयल के बीच फिट करने के लिए लागू है। यह अपेक्षाकृत माप सिर करने के लिए नमूने के आंदोलन की आवश्यकता है, जबकि मानक एमपीआई विद्युत नमूना आंदोलन के बिना FFL / FFP की स्कैनिंग नियंत्रित इस्तेमाल करता है।

एमपीआई एक अपेक्षाकृत नई तकनीक कई वैज्ञानिक और औद्योगिक क्षेत्रों में संभावित अनुप्रयोगों की एक किस्म है कि है। यह दिखाया गया है इसकी स्थानिक संकल्प अन्य मेडिकल इमेजिंग तौर तरीकों के साथ तुलना नहीं है। इस अध्ययन में, हम एक नई तकनीक तलीय नमूनों की एमपीआई प्रदर्शन करने के लिए पी-FMMD कहा जाता है की शुरुआत की। अन्य एमपीआई स्कैनर की तुलना में, यह एक FFL ओ की पीढ़ी की आवश्यकता नहीं हैआर FFP। कोई मजबूत चुंबकीय क्षेत्र या क्षेत्र ढाल की जरूरत है। हमारा मानना ​​है कि पी-FMMD तकनीक एमपीआई के क्षेत्र में एक वैकल्पिक तरीका बन जाएगा। संभावित आवेदन क्षेत्रों नैदानिक ​​प्रयोजनों के लिए जैविक ऊतक वर्गों के विश्लेषण शामिल हैं। एक फिर से डिजाइन के साथ मोटा नमूने, बड़ा वस्तुओं के गैर इनवेसिव अध्ययनों से समायोजित करने के लिए और छोटे जानवरों संभव हो जाएगा।

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Acknowledgments

इस काम के लिए आईसीटी अनुसंधान एवं MSIP / IITP, कोरिया गणराज्य (: B0132-15-1001, अगला इमेजिंग प्रणाली के विकास अनुदान नहीं) की विकास कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Magnetic particles "SiMAG Silanol" Chemicell (http://www.chemicell.com) 1101-5 Aqueous dispersion of magnetic silica particles, Maghemite, dia. 1 µm
Magnetic nanoparticles "fluidMAG-Amine" Chemicell (http://www.chemicell.com) 4121-5 Aqueous dispersion of magnetic nanoparticles, Magnetite, dia. 50 nm
Microtube 10 µl Hirschmann Laborgeräte (http://www.hirschmann-laborgeraete.de/?sc_lang=en) volume 10 µl, outer diameter 400 µm, length 40 mm
Nitrocellulose Membrane Biodyne B Thermo Scientific (http://www.thermoscientific.com) 77016 Biodyne B Nylon Membrane, 0.45 µm, 8 cm x 12 cm
DDS chip AD9834 Analog Devices (http://www.analog.com) AD9834 20 mW Power, 2.3 V to 5.5 V, 75 MHz Complete DDS
Operational Amplifier AD829 Analog Devices (http://www.analog.com) AD829 High Speed, Low Noise Video Op Amp
Analog Multiplier MPY634 Texas Instruments (http://www.ti.com) MPY634 Wide Bandwidth Precision Analog Multiplier
High-Speed Buffer BUF634 Texas Instruments (http://www.ti.com) BUF634 250 mA High-Speed Buffer
Operational Amplifier OPA627 Texas Instruments (http://www.ti.com) OPA627 Precision High-Speed Difet(R) Operational Amplifiers
Operational Amplifier TL072 Texas Instruments (http://www.ti.com) TL072 Dual Low-Noise JFET-Input General-Purpose Operational Amplifier
Lock-In Amplifier SR830 Stanford Instruments (http://www.thinksrs.com) SR830 100 kHz DSP lock-in amplifier
XYZ motorized stage Sciencetown, Incheon, Korea (http://mkmsll.en.ec21.com/)
Cleanroom wiper Seoul Semitech Co (http://www.seoulsemi.com) CF-909 dimension 2.0 mm × 18 mm

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References

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इंजीनियरिंग अंक 112 चुंबकीय कण इमेजिंग (एमपीआई) आवृत्ति मिश्रण चुंबकीय जांच (FMMD) चुंबकीय कण superparamagnetism demodulation intermodulation उत्पाद
फ्रीक्वेंसी Planar नमूने में चुंबकीय कण इमेजिंग के लिए चुंबकीय जांच स्कैनर मिश्रण
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Hong, H., Lim, E. G., Jeong, J. c., Chang, J., Shin, S. W., Krause, H. J. Frequency Mixing Magnetic Detection Scanner for Imaging Magnetic Particles in Planar Samples. J. Vis. Exp. (112), e53869, doi:10.3791/53869 (2016).

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